醫(yī)療設(shè)備中電容式液位探測傳感器的應(yīng)用

醫(yī)療器械液位檢測方案:電容式液位檢測傳感器的應(yīng)用。

在全自動(dòng)醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，液療設(shè)備領(lǐng)域的必備功能。在全自動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的取樣和移液過程中，需要檢測探針是否接觸試劑液位。作為設(shè)備系統(tǒng)的下一步，為了提高檢測速度，目前大多數(shù)IVD儀器使用多種液位檢測來提高系統(tǒng)的工作效率。設(shè)備在日常工作中，這種液位檢測功能將被數(shù)千次使用。一旦液位檢測出現(xiàn)任何偏差，就會(huì)出現(xiàn)碰撞針、試劑分散污染等設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)。如何保證多種液位檢測的有序性、穩(wěn)定性和高效性也成為全自動(dòng)醫(yī)療設(shè)備研發(fā)人員的工作重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，大多數(shù)具有自主研發(fā)能力的IVD設(shè)備制造商使用TI液位檢測芯片自行構(gòu)建液位傳感器模塊，存在以下問題:

檢測精度一般，容易引起EMI問題

不能處理特定介質(zhì)和場景，如凝血、氣泡、掛珠；

僅適用于通用平臺(tái)，不能適應(yīng)特殊框架結(jié)構(gòu)；

檢測范圍和精度不能靈活調(diào)整；

無法適應(yīng)各種試劑和檢測鋼針等；

面臨中美貿(mào)易斷貨或價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn)；

需要進(jìn)一步的R&D實(shí)力，綜合開發(fā)成本高，時(shí)間長；電容式液位探測傳感器可以用軟件算法代替集成芯片，為IVD醫(yī)療儀器、環(huán)保設(shè)備等液位探測提供完善的解決方案。

液位探測傳感器概述。

PCS0902是一種電容式電容式傳感器，性價(jià)比高，界面簡單靈活。

該系列控制器可以檢測低于1pf的電容變化，并將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成IO轉(zhuǎn)換輸出和直觀的發(fā)光二極管指示。

PCS09xx提供了一個(gè)簡單快捷的控制命令集，可以通過CAN主機(jī)連接，直接讀取測量值。

適用于各種醫(yī)療、環(huán)保、實(shí)驗(yàn)室儀器試劑液位檢測、容器液位檢測等應(yīng)用場景。

PCS0902配有專用的計(jì)算機(jī)調(diào)試軟件，在主界面上單擊電容傳感器控制即可進(jìn)入電容值實(shí)時(shí)監(jiān)控界面。進(jìn)入界面后，電容值將以波形圖形式顯示在界面上，并可設(shè)置工作模式、觸發(fā)模式等參數(shù)。

集成芯片方案沒有實(shí)時(shí)監(jiān)控界面。

響應(yīng)速度和測試精度:

對于高精度實(shí)驗(yàn)檢測設(shè)備來說，液位檢測的精度和響應(yīng)速度是三個(gè)重要指標(biāo)?？刂破鞑捎酶咚偬幚砥鲌?zhí)行控制范例和濾波算法，在保證檢測精度和誤報(bào)率的情況下，將響應(yīng)時(shí)間縮短到我們的水平。如下圖所示。同時(shí)，為了減少試劑針帶來的天線效應(yīng)(感應(yīng)諧振測量法的主要缺陷之一)，減少電磁輻射，PCS0902將激勵(lì)頻率限制在10kHz以內(nèi)。

為了獲得更好的EMC性能，集成芯片方案的響應(yīng)速度必須控制在2ms以上的典型值。

抗干擾能力:

在多路液位探測數(shù)以千計(jì)的觸發(fā)中，即使外部干擾很小，也很可能導(dǎo)致設(shè)備異常運(yùn)行。為了保證多通道液位探測的穩(wěn)定有序運(yùn)行，對液位探測傳感器的抗干擾要求將非常高。PCS0902電容式液位探測傳感器可以根據(jù)設(shè)備的實(shí)際工作條件，通過軟件讀取框架、介質(zhì)、探針等分布電容和頻率特性，然后通過配置相關(guān)參數(shù)提高傳感器的抗干擾能力，靈活應(yīng)對特殊環(huán)境。

為了獲得更好的檢測精度和穩(wěn)定性，控制器采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)控制測量電路，系統(tǒng)外部環(huán)境(穩(wěn)定、濕度)和連接方式對系統(tǒng)參考電容值有顯著影響，這種影響可以通過軟件靈活消除。PCS0902傳感器內(nèi)置控制算法可以保證測量線性，最大限度地受到這些環(huán)境因素的影響，但用戶可能需要根據(jù)情況補(bǔ)償基本電容值。集成芯片方案是固定的通用抗干擾措施，特殊情況下的無抗干擾措施示范適應(yīng):PCS0902電容液位檢測傳感器支持離線觸發(fā)模式和總線通信模式，設(shè)備運(yùn)行時(shí)無需實(shí)時(shí)設(shè)置觸發(fā)值即可通過調(diào)試軟件簡單配置觸發(fā)值，將相關(guān)參數(shù)編碼傳感器內(nèi)部立即實(shí)現(xiàn)觸液面時(shí)輸出信號(hào)；在復(fù)雜情況下，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控電容值，可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)控電容值。

集成芯片方案不能適應(yīng)定制。

檢測血凝氣泡等級(jí):

試管中的血漿和血球在全自動(dòng)凝血分析儀等設(shè)備中會(huì)有所不同，當(dāng)探針接觸到血漿層和血球?qū)訒r(shí)，需要獲得不同的替代輸出，設(shè)備根據(jù)之后的信號(hào)做不同的動(dòng)作，這就要求液位探測傳感器具有檢測血凝氣泡層的功能。

電容式液位探測傳感器采用特殊的軟算法和硬件方案，包括血凝氣泡分層檢測功能。集成芯片方案沒有這個(gè)功能。

綜合性價(jià)比:電容式液位探測傳感器是標(biāo)準(zhǔn)成熟的產(chǎn)品，經(jīng)過長期市場驗(yàn)證反復(fù)升級(jí)優(yōu)化，硬件成本極低，需求量大時(shí)可相當(dāng)減少，硬件電路和軟件算法完善，大幅節(jié)約軟件開發(fā)成本，減少開發(fā)周期，降低系統(tǒng)集成復(fù)雜性。

集成芯片方案的產(chǎn)品價(jià)格主要由集成芯片制造商控制，相關(guān)電路和MCU難以降低硬件價(jià)格的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)需要更多的研發(fā)能力，新產(chǎn)品的研發(fā)需要反復(fù)測試驗(yàn)證，開發(fā)周期長，軟件技術(shù)人員需要縮短時(shí)間投入，綜合投入成本高。長期供應(yīng)穩(wěn)定性:PCS0902電容式液位檢測傳感器是標(biāo)準(zhǔn)成熟產(chǎn)品，已經(jīng)規(guī)?；奈⑿腿詣?dòng)醫(yī)療設(shè)備，制造商在國內(nèi)，硬件方案對進(jìn)口芯片和部件的依賴性低，國際貿(mào)易對產(chǎn)品的價(jià)格和供求期幾乎沒有影響，提供產(chǎn)品解決方案，不需要復(fù)雜管理多個(gè)供應(yīng)商。

集成芯片方案產(chǎn)品的價(jià)格、供應(yīng)周期和容易受到國際貿(mào)易規(guī)模的影響。加一個(gè)液位探測傳感器需要各種電氣元件和芯片，這就要求多個(gè)供應(yīng)商提供配料，增加了供應(yīng)商的管理難度。

電腦S0902電容式液位檢測傳感器，方案特點(diǎn)：處理器加軟件算法：

測試精度高，支持特殊應(yīng)用。

響應(yīng)性快，我們級(jí)別。

誤報(bào)率低，機(jī)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)。

算法支持參數(shù)調(diào)整和抗干擾。

綜合成本低。

深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是力傳感器的專業(yè)制造商，也是集生產(chǎn)、銷售、售后為一體的綜合性技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)。目前主要生產(chǎn)有稱重、測力、壓力、扭矩傳感器等千余款產(chǎn)品。

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